Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Занятие 7.
ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА
Введение
В результате научно-технического прогресса широкое применение в промышленности, научной и бытовой сферах в последние десятилетия получила электромагнитные поля и излучения различных диапазонов частот. Так, излучения высоких (ВЧ) и ультравысоких радиочастот (УВЧ) широко применяются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, в промышленных установках и технологических процессах для нагрева, закалки и ковки металлов, термической обработки диэлектриков и полупроводников. Электромагнитные излучения сверхвысоких частот (СВЧ) получили широкое применение в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, ядерной физике, медицине, промышленности и быту. Кроме того, дальнейшее совершенствование новых типов СВЧ-генераторов позволит в ближайшем будущем применять энергию СВЧ-диапазона в радарных системах транспортных средств для предупреждения столкновений, в дорожных системах сигнализации, в мощных системах наземной и спутниковой связи и др.
В связи с этим значительное влияние на электромагнитный фон Земли, который ранее формировался главным образом за счёт естественных источников космического, земного и околоземного происхождения, стали оказывать искусственные источники электромагнитного поля (ЭМП). В результате уже в настоящее время практически всё население земного шара в большей или меньшей степени подвергается воздействию надфоновых уровней ЭМП.
В процессе эволюционного развития все живые существа на Земле приспособились к определённым изменениям природных электромагнитных полей и, по мнению большинства исследователей, вынуждены были выработать по отношению к ним не только защитные механизмы, но и в какой-то степени включить их в свою жизнедеятельность. Поэтому увеличение или уменьшение параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызвать в организмах функциональные сдвиги, в ряде случаев перерастающие в патологические.
О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние наблюдения, так и экспериментальные исследования последних лет на различном уровне организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими, но и информационными его характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое действие.
Исследования по изучению влияния ЭМП радиочастотного диапазона на организм человека выявили определенные функциональные сдвиги со стороны нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменения показателей крови, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез. При обследовании большого контингента людей в производственных условиях установлено, что количество и частота жалоб на ухудшение самочувствия возрастают с увеличением профессионального стажа, причём при хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции обнаруживаются со стороны нервной системы. Психоневрологические симптомы появляются в виде постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушения сна, повышенной раздражительности, ослаблении памяти и внимания. Иногда наблюдаются приступообразная головная боль, побледнение кожных покровов, адинамия и обморочные состояния. При длительном воздействии электромагнитных излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика глаза. Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП, всё возрастающая роль искусственных источников ЭМП в формировании электромагнитной обстановки в производственной и окружающей среде являются важной предпосылкой для освоения будущими специалистами и руководителями производств методик гигиенической оценки и прогнозирования электромагнитных полей в рабочей зоне и жилой территории, определения санитарно-защитных зон и применения других инженерно-технических способов и средств по снижению негативного воздействия ЭМП на организм человека.
1. Оценка опасности и вредности электромагнитного облучения
1.1. Гигиеническая оценка и нормирование ЭМП
в производственных условиях и на территории жилой застройки
Гигиеническая оценка электромагнитного поля заключается в измерении или расчете (при прогнозировании) ожидаемых уровней нормируемых энергетических характеристик поля: напряженностей электрической Е, В/м, и магнитной Н, А/м, составляющих в диапазонах высоких (30 кГц – 30 МГц) и ультравысоких (30 – 300 МГц) частот и плотности потока энергии (ППЭ), Вт/м2 (мкВт/см2), в диапазоне сверхвысоких частот (300 МГц – 300 ГГц) и сравнении их фактических значений на рабочих местах (в рабочей зоне) или на территории жилой застройки с предельно допустимыми ЕПД, НПД, ППЭПД в зависимости от продолжительности воздействия.
Достоверная оценка опасности и вредности электромагнитного поля на производстве или в жилой зоне позволяет определить необходимость проведения профилактических мероприятий против их вредного воздействия на организм людей и применения способов и средств защиты.
Рассчитанные значения нормируемых энергетических характеристик поля допускается использовать для гигиенической оценки его на планируемых производствах или объектах с источниками электромагнитных излучений, то есть для прогнозирования электромагнитной обстановки в том или ином производственном помещении или на территории жилых застроек.
Расчетные формулы для определения Е, H и ППЭ представлены в табл. 1.
Таблица 1
Расчетные формулы
|
Частота ЭМП |
Формулы для расчета нормируемых параметров |
Обозначения |
|
1 |
2 |
3 |
|
от 30 кГц до 300 МГц |
, В/м , А/м |
I – ток в проводнике (антенне), А L – длина проводника (антенны), м – диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м – круговая частота поля, рад/с |
|
от 300 МГц до 300 ГГц |
, Вт/м , Вт/м |
– излучаемая мощность, Вт r – расстояние до излучателя, м g – коэффициент усиления антенны – фактор земли, зависящий от типа передатчика и характеристики трассы |
В диапазоне частот 300 Гц – 30 кГц устанавливаются фиксированные значения предельно допустимых уровней, равные их электрической составляющей 1000 В/м (для условий шахт – 500 В/м), по магнитной составляющей – 25 А/м.
Для персонала предельно допустимое значение Е и Н в диапазоне частот 30 кГц – 300 МГц на рабочем месте следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формулам:
,
где Т – время воздействия, ч;
и – предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабочего дня, соответственно в (В/м)2ч и (А/м)2ч (табл. 2).
Таблица 2
Предельно допустимые значения энергетической нагрузки
|
Параметр |
Предельные значения в диапазоне частот, МГц |
||
|
от 0,03 до 3,0 |
свыше 3 до 30 |
свыше 30 до 300 |
|
|
, (В/м)2ч |
20 000 |
7 000 |
800 |
|
, (А/м)2ч |
200 |
– |
– |
Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне от 0,03 до 3,0 МГц следует считать допустимыми при условии:
.
Предельно допустимые значения ППЭ в диапазоне частот 300 МГц – 300 ГГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки (), равной
2 Втч/м2 или 200 мкВтч/см2, и времени воздействия (Т, ч) по формуле:
,
где К – коэффициент ослабления биологической активности, равный 1 (единице) для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн, и 10 (десяти) – для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50.
Для жилой территории предельно допустимые уровни (ПДУ) распространяются на диапазон частот 30 кГц – 300 ГГц.
ПДУ ЭМП для населения при круглосуточном непрерывном излучении в диапазоне частот 30 кГц – 30 ГГц указаны в табл. 3.
Таблица 3
ПДУ ЭМП для населения
|
№ диапазона |
Частоты |
Длина волны |
ПДУ |
|
5 |
30 – 300 кГц |
10 – 1 км |
25 В/м |
|
6 |
0,3 – 3 МГц |
1 – 0,1 км |
15 В/м |
|
7 |
3 – 30 МГц |
100 – 10 м |
10 В/м |
|
8 |
30 – 300 МГц |
10 – 1 м |
3 В/м |
|
9 |
300 – 3000 МГц |
1 – 0,1 м |
10 мкВт/см2 |
|
10 |
3 – 30 ГГц |
10 – 1 см |
10 мкВт/см2 |
Уровни ЭМП в 9 – 11 диапазонах при импульсном излучении на жилой территории в районах, действующих, проектируемых и реконструируемых РЛС, а также на территории, предназначенной для перспективного градостроительного освоения в районе действующих РЛС, не должны превышать ПДУ, указанных табл. 4.
Таблица 4
Предельно допустимые уровни электромагнитных полей ЭМП) для радиолокационных станций (РЛС)
|
Назначение РЛС |
№ диапазона |
Длина волн, см |
Режим работы |
Отношение продолжительности работы на излучение к общему времени работы в сутки |
ПДУ, мкВт/см2 |
|
|
Частота сканирования антенны, Гц |
Время облучения с однопорядковой интенсивностью |
|||||
|
Метеорологические РЛС и другие им подобные по режиму работы при общей продолжительности работы 12 ч/сут |
11 |
0,8 15% |
0,1 0 |
0,03 периода сканирования 12 часов в сутки |
0,5 1,0 |
140 10 |
|
10 |
3 20% |
0,1 0 |
0,04 периода сканирования 12 часов в сутки |
0,5 1,0 |
60 10 |
|
|
9 |
10 15% |
0 |
12 часов в сутки |
0,5 |
20 |
|
|
9 |
17 15% |
0,25 |
0,05 периода сканирования |
1 |
15 |
|
|
Обзорные РЛС гражданской авиации и другие им подобные по режиму работы |
9 |
10 20% |
0,250 |
0,05 периода сканирования |
1 |
15 |
|
9 |
23 15% |
0,250 |
0,02 периода сканирования |
1 |
20 |
|
|
9 |
35 15% |
0 0,250 |
0,02 периода сканирования |
1 |
20 |
При расчете электромагнитной обстановки в связи с тем, что РЛС и объект облучения (контрольная точка) могут находиться на различных уровнях земли, необходимо учитывать понижение hПОН или повышение hПОВ расположения контрольной точки по отношению к расположению антенны излучения (рис. 1) Повышение или понижение определяется с помощью теодолитов или других аналогичных приборов.
а б
Рис. 1. К расчету превышения:
а – для – H; б – для – H.
Для прогнозирования и определения существующей электромагнитной обстановки в районе размещения РЛС могут также использоваться заранее построенные для той или иной РЛС так называемые вертикальные диаграммы излучения (ВДИ).
Они представляют собой совокупность кривых в вертикальной плоскости, каждая из которых имеет постоянное значение ППЭ, построенных в прямоугольной системе координат r и .
Кроме кривых равных плотностей, на графике ВДИ наносятся линии максимального излучения антенны по углу места (рис. 2).
Рис 2. Вертикальная диаграмма направленности, построенная в координатах
r и (5, 10,15 – ППЭПД, мкВт/см2)
Зная расстояние (r) до контрольной точки (объекта), превышение , угол места , по ВДИ можно определить, какой интенсивности электромагнитного облучения подвергаются жители данного района, санитарно-защитную зону объекта излучения (РЛС), необходимое удаление жилой зоны от расположения объекта, а также предельную этажность строительства проектируемой застройки в районе действия РЛС.
На рис. 3 – 8 представлены вертикальные диаграммы излучения, некоторых радиолокаторов гражданской авиации и метеослужбы.
Рис. 3. ВДИ радиолокационного комплекса «Утёс-М»
Рис. 4. ВДИ диспетчерского радио-
локатора ДРАС-9
Рис. 5. ВДИ диспетчерского
радиолокатора ДРАС-А
Рис. 6. ВДП диспетчерского
радиолокатора типа ДРЛ
Рис. 7. ВДИ метеорологических комплексов ТРАК-1.0 («Скала»)
Рис. 8. ВДИ радиолокационных радиолокаторов типа МРЛ-1-2-4
2. Способы и средства защиты от электромагнитных полей
2.1. Технические методы и средства, организационные и
лечебно-профилактические мероприятия
При выборе защиты персонала или населения от электромагнитных излучений необходимо учитывать особенности производства, условия эксплуатации оборудования, рабочий диапазон частот, характер выполняемых работ, интенсивность поля, продолжительность облучения и др.
Для снижения интенсивности поля в рабочей или жилой зоне рекомендуется применять различные инженерно-технические способы и средства, а также организационные и лечебно-профилактические мероприятия.
В качестве инженерно-технических методов и средств защиты применяются: экранирование излучателей, помещений или рабочих мест; уменьшение напряженности и плотности потока энергии в рабочей или жилой зоне за счет уменьшения мощности источника (если позволяют технические условия) и использование ослабителей (аттенюаторов) мощности и согласованных нагрузок (например, эквивалентов антенн); применение средств индивидуальной защиты.
При экранировании используются такие явления как поглощение электромагнитной энергии материалом экрана и её отражение от поверхности экрана. Поглощение ЭМП обусловливается тепловыми потерями в толще материала за счет индукционных токов и зависит от электромагнитных свойств материала экрана (электрической проводимости, магнитной проницаемости и др.). Отражение обусловливается несоответствием электромагнитных свойств воздуха (или другой среды, в которой распространяется электромагнитная энергия) и материала экрана (главным образом, волновых сопротивлений).
Для изготовления экранов применяют либо тонкие металлические (сталь, алюминий, медь, сплавы) листы, либо металлические сетки, т. к. металлы, являясь хорошими проводниками, реализуют оба явления, используемые при экранировании.
Толщина экрана (d) из металлического листа выбирается исходя из соображений механической прочности, но не менее 0,5 мм, и должна быть больше глубины проникновения ЭМ волны в толщу экрана:
,
где r – глубина проникновения поля в проводящую среду, определяемая как величина, обратная коэффициенту затухания . Здесь , где f – частота, Гц; – магнитная проницаемость материала, Гн/м; – электрическая проводимость материала, См.
Большая отражательная способность металлов, обусловленная значительным несоответствием волновых сопротивлений воздуха и металла, в ряде случаев может оказаться нежелательной, т. к. может увеличивать интенсивность поля в рабочей зоне и влиять на режим работы генератора (излучателя). Поэтому в подобных случаях следует применять экраны, преимущественно с малым коэффициентом отражения и большим коэффициентом поглощения. В табл. 5 приведены некоторые радиопоглощающие материалы и их основные характеристики.
Таблица 5
Основные характеристики некоторых радиопоглощающих материалов
|
Материал |
Марка, тип |
Диапазон, см |
Коэффициент отражения по мощности, % |
|
Поглощающие покрытия на основе поролона |
«Болото» |
0,8 и более |
2 – 3 |
|
Поглощающие пластины на основе древесины |
«Луч» |
0,3 и более |
1 – 3 |
|
Текстолит графитированный |
369 – 61 |
1 – 50 |
до 50 |
|
Краска |
НТСООЗМ – 003 |
0,8 – 16 |
до 50 |
|
Резиновые коврики |
В2Ф–2; В2Ф–3; ВКФ–4 |
0,8 – 4,0 |
2 |
|
Магнитодиэлектрические пластины |
ХВ–0,8; ХВ–20; ХВ–3,3; ХВ–4,4; ХВ–6,2; ХВ–6,5; ХВ–10,6 |
0,8 – 4,0 |
2 |
|
Ферритовые пластины |
СВЧ–0,68 |
15 – 200 |
3,4 |
|
Поглощающий материал |
ВТУ–0,8; ВТУ–1–66 |
0,8 – 20 |
3 |
Требуемое ослабление поля () и эффективность экранирования (ЭЭКР) определяются по формулам:
,
, дБ,
где , , , – соответственно напряженность электрического и магнитного поля на рабочем месте (или жилой зоне) и предельно допустимые их значения;
, , , –соответственно напряженность электрического и магнитного поля после и до экранирования;
, – плотность потока энергии до и после применения экрана.
Металлические экраны за счет отражения и поглощения практически непроницаемы для ЭМ энергии радиочастотного диапазона при их толщине d > , где – длина волны.
Применение поглощающих нагрузок и аттенюаторов позволяет ослабить интенсивность излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство на 60 дБ и более.
Для защиты от ЭМП при работе в антенном поле, проведении испытательных и регулировочных работ на объектах, устранении аварийных ситуаций и ремонте рекомендуется использование индивидуальных средств защиты. Для защиты всего тела применяются комбинезоны, халаты и капюшоны. Их изготавливают из трёх слоев ткани. Внутренний и наружный слои делают из хлопчатобумажной ткани (диагональ, ситец), а средний, защитный слой – из радиотехнической ткани, имеющей проводящую сетку. Для защиты глаз используются специальные радиозащитные очки из стекла, покрытого полупроводниковым оловом. Эффективность таких очков составляет 20 - 22 дБ.
Организационные мероприятия включают в себя, требования к персоналу (возраст, медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж и т. п.), выбор рационального взаимного размещения в рабочем помещении оборудования, излучающего ЭМ энергию, и рабочих мест; установление рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; ограничение работы оборудования во времени (например, за счёт сокращения времени на проведение наладочных и ремонтных работ), защита расстоянием (удаление рабочего места от источника ЭМП, когда имеется возможность использовать дистанционное управление оборудованием); применение средств предупреждающей сигнализации (световой, звуковой и т. п.) и др.
Лечебно-профилактические мероприятия направлены на предупреждение заболевания, которое может быть вызвано воздействием ЭМП, а также на своевременное лечение работающих при обнаружении заболевания.
Для предупреждения профессиональных заболеваний у лиц, работающих в условиях ЭМП, применяются такие меры, как предварительный (для поступающих на работу) и периодический (не реже одного раза в год) медицинский контроль за состоянием здоровья, а также ряд мер, способствующих повышению устойчивости организма человека к действию ЭМП.
Медицинский контроль позволяет выявить людей с такими патологическими изменениями в организме, при которых работа в условиях облучения ЭМП противопоказана, и определить необходимость проведения лечения.
К мероприятиям, способствующим повышению резистентности организма к ЭМП, могут быть отнесены регулярные физические упражнения, рационализация времени труда и отдыха, а также использование некоторых лекарственных препаратов и общеукрепляющих витаминных комплексов.
3. Примеры решения задач
Задача № 1. Оцените с точки зрения условий труда уровень электромагнитных излучений частотой 460 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ) измеренная на рабочем месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,3 Вт/м2, а время, в течение которого регулировщик подвергается облучению, составляет за смену 4 ч.
Решение. Оценка уровня ППЭ электромагнитного поля, воздействующего на регулировщика во время работы, осуществляется его сравнением с предельно допустимым уровнем ППЭПД, который определяется по формуле
,
где – предельно допустимая величина энергетической нагрузки, равная 2 Втч/м2 (200 мкВтч/см2);
К – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 1 для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 10 – для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50. В данном случае выбираем К = 1;
Т – время пребывания персонала в зоне облучения за рабочую смену, ч. В данном случае T = 4 ч.
Подставляем известные данные в формулу для расчета ППЭПД, после чего получаем:
Вт/м2.
Теперь, сравнивая уровень измеренной ППЭ на рабочем месте с ППЭПД (0,3 и 0,5 Вт/м2), делаем вывод о том, что работа регулировщика в данных условиях, с точки зрения вредности электромагнитных полей, допустима.
Задача № 2. Обосновать необходимость применения экранирования и определить эффективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной установки, работающей в диапазоне частот до 120 кГц. Измеренное максимальное значение напряженности поля Н на рабочем месте 12,5 А/м, а продолжительность работы 5 ч.
Решение. Для ответа на вопросы задачи следует знать допустимое значение НПД для указанной частоты и затем, сравнивая его с уровнем Н на рабочем месте, можно решить, необходимы ли меры защиты, в частности экранирование, и в случае необходимости – определить их эффективность.
Согласно санитарным нормам
, А/м,
где – предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабочего дня, (А/м)2ч. Для данного диапазона частот = 200 (А/м)2ч.
Т – время воздействия, ч (по условиям задачи 5 ч).
Подставляя в формулу эти данные, получаем:
А/м.
По условия задачи Н на рабочем месте равно 12,5 А/м, что говорит о необходимости применения экранирования.
раза.
Задача № 3. Диспетчерский радиолокатор ДРАС-А аэропорта «М» находится, вблизи жилой застройки с понижением по уровню местности на 4 м (см. рис. 9). Высота застройки не более 4 этажей (10 м). Антенна РЛС поднята на высоту 24 м и работает при минимальном угле места 3°. Определить радиус зоны «строгого режима», приняв ПДУ для персонала равным 20 мкВт/см2.
Рис. 9. Для данных условий h = ha+hПОН–H =24+4–10=18 м.
Решение. Радиус зоны «строгого режима» будет равен максимальному расстоянию от РЛС, на которой плотность потока энергии будет не менее 20 мкВт/см2 (согласно условию задачи). Это расстояние можно определить по ранее построенной для этого локатора вертикальной диаграмме излучения (см. рис. 5). Однако для этого необходимо определить превышение: .
Для данных условий = ha+hПОН–H =24+4–10=18 м.
Зная превышение, равное 18 м, и угол места (), равный по условиям задачи 3°, определяем по ВДИ ДРАС-А радиус зоны «строгого режима», равный приблизительно 0,8 км.
Задача № 4. Оценить условия труда регулировщика радиоаппаратуры по электромагнитному фактору, если известно, что в своей работе он использует генератор СВЧ (длина волны излучения ) и ПЭВМ. Измеренные значения излучаемой мощности открытого выхода на расстоянии 30 см составляет 0,2 Вт, а напряженность электрической составляющей от строчного генератора дисплея (f = 32 кГц) равна 40 В/м. Суммарная продолжительность пребывания регулировщика за работой в течение рабочего дня не превышает 6 ч.
Решение. Так как по условиям задачи регулировщик подвергается облучению ЭМП с различными нормируемыми параметрами (т. к. различные диапазоны частот), то его безопасность, согласно СанПиН № 11-17-94, следует определять по критерию
.
можно определить из формул
,
где К – коэффициент биологического ослабления, в данном случае равный 1.
Плотность потока энергии на рабочем месте можно определить приблизительно по формуле
,
где РИЗЛ – мощность, излучаемая на расстоянии 30 см от генератора (по условиям задачи 0,3 Вт);
r – расстояние (равное 30 см).
Подставив эти данные в формулу для определения ППЭ, получим:
Вт/м2.
Полученное значение ППЭ подставим в формулу для расчета ЭНППЭ:
.
Согласно СанПиН № 11-17-94 устанавливается равной 2 Втч/м2.
Теперь определим искомое отношение:
.
Для определения энергетической нагрузки по электрической составляющей поля (ЭНЕ) воспользуемся формулой для расчета Е:
.
Отсюда
(В/м)2ч.
По условиям задачи измеренная напряженность от дисплея на рабочем месте регулировщика (30 см) равна 40 В/м.
Подставив это значение в предыдущее выражение, получим:
(В/м)2ч.
Предельно допустимое значение энергетической нагрузки для указанного в условиях задачи диапазона, согласно СанПиН № 11-17-94, равно 20 000 (В/м)2ч.
Теперь можно определить второе отношение критерия безопасности:
.
Таким образом, общий критерий безопасности равен:
,
что не удовлетворяет условиям безопасности 1.
4. Индивидуальные задания для практических занятий
Вариант № 1
1.1. Оценить с точки зрения условий труда влияние электромагнитных излучений частотой 360 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ), измеренная на рабочем месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,8 Вт/м2, а время, в течение которого регулировщик подвергается облучению, составляет за смену 4 ч.
1.2. Обосновать необходимость применения экранирования и определить эффективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной установки, работающей в диапазоне частот до 180 кГц. Измеренное максимальное значение напряженности магнитного поля Н на рабочем месте 12,5 А/м, а продолжительность работы 6 ч.
1.3. Диспетчерский радиолокатор ДРЛ-А аэропорта «М» находится вблизи жилой застройки с понижением по уровню местности на 4 м, высота застройки не более 4 этажей (10 м). Антенна РЛС поднята на высоту 24 м и работает при минимальном угле места 2°. Определить радиус зоны «строгого режима», приняв ПДУ для персонала равным 8 мкВт/см2.
Рис. 10. К варианту № 1
Вариант № 2
2.1. Определить уровень электромагнитных излучений на рабочем месте оператора ЭВМ при суммарной продолжительности его работы не менее 5 ч за смену, если суммарная напряженность электрической составляющей поля от строчного генератора (f=31 кГц) на расстоянии 30 см от экрана дисплея составила 140 В/м. Сделать вывод о необходимости принятия мер защиты или о её отсутствии.
2.2. Определить необходимую толщину защитного экрана для снижения уровня электромагнитной энергии до допустимого (с точки зрения безопасности) значения, если длина волны ЭМП равна 3 см, а материал экрана алюминий (=3,54·107 Ом·м-1; =4·107 Гн/м).
2.3. Осуществить гигиеническую оценку электромагнитного поля в жилой зоне на расстоянии 800 м от метеорологического радиолокатора МРЛ-4, средняя мощность излучения которого 110 Вт, коэффициент усиления антенны 0,6·104, ширина диаграммы направленности по мощности в вертикальной плоскости 1,5°, коэффициент, учитывающий влияние земли, 0,8. Жилая зона на указанном расстоянии имеет повышение примерно 2 м. Высота застройки не менее 5 этажей (12,5 м). Антенна РЛС поднята на высоту 18 м. Радиолокатор может работать при минимальном угле места 0,5°.
Рис. 11. К варианту № 2
Вариант № 3
3.1. Оценить условия труда регулировщика радиоаппаратуры по электромагнитному фактору, если известно, что в своей работе он использует генератор СВЧ (=3 см) и ПЭВМ. Измеренные значения излучаемой мощности открытого выхода на расстоянии 50 см составляют 0,8 Вт, а напряженность электрической составляющей от строчного генератора дисплея (f=32 кГц) равна 80 В/м. Суммарная продолжительность пребывания регулировщика за работой в течение рабочего дня не превышает 4 ч.
3.2. С какой эффективностью (в децибелах) необходимо применить экран для защиты от электромагнитных излучений при облучении персонала в течение 8-часового рабочего дня на расстоянии 3 м от источника мощностью 0,5 кВт (=8 см). Диаграмма направленности излучения круговая.
3.3. Метеорологический радиолокатор МРЛ-2 находится вблизи населенного пункта с понижением по уровню местности относительно места установки РЛС на 2,5 м. Высота застройки не более 5 этажей (13 м). Антенна РЛС поднята на высоту 10 м. Локатор работает при минимальном угле места равном 0°. Оценить электромагнитную обстановку в жилой зоне, расположенной на расстоянии от источника ЭМП, равном 700 м, если импульсная мощность МРЛ-2 равна 180 Вт, длительность импульса 12 мкс, период посылки импульсов 18 мкс, коэффициент усиления антенны 5–103, коэффициент земли – 0,9, а ширина диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости 1,8°.
Рис. 12. К варианту № 3
Вариант № 4
4.1. Обосновать необходимость применения экранирования и определить эффективность экрана нагревательного элемента высокочастотной закалочной установки, работающей в диапазоне частот до 120 кГц. Измеренное максимальное значение напряженности магнитного поля Н на рабочем месте 13,5 А/м, а продолжительность работы 6 ч.
4.2. Определить максимально допустимое время, в течение которого может работать персонал в условиях электромагнитного поля СВЧ диапазона, если известно, что допустимая плотность потока энергии составляет 0,8 Вт/м от вращающейся антенны.
4.3. Обзорный радиолокатор ДРЛ аэропорта «А» расположен с понижением по уровню местности относительно прилегающей жилой застройки на 2,5 м. Высота жилых домов не превышает 9 этажей (25 м). Антенна РЛС поднята на высоту 11 м и может работать при минимальном угле места, равном 0,8°. Определить радиус санитарно-защитной зоны, приняв ПДУ для населения, равным 15 мкВт/см2.
Рис. 13. К варианту № 4
Вариант № 5
5.1. На каком расстоянии от сканирующей антенны радиолокационной станции (РЛС) может находиться персонал в течение всего рабочего дня (6 ч), не подвергая своё здоровье опасности, если мощность РЛС равна 1,25 кВт.
5.2. Оцените с точки зрения условий труда уровень электромагнитных излучений частотой 460 МГц, если плотность потока энергии (ППЭ), измеренная на рабочем месте регулировщика радиоаппаратуры, равна 0,8 Вт/м2, а время, в течение которого регулировщик подвергается облучению, составляет за смену 5 ч.
5.3. Определить максимальный размер зоны «строгого режима» санитарно-защитной зоны радиолокационного комплекса «Скала», антенна которого установлена на эстакаде высотой 15 м и может работать при минимальном угле места, равном 2°. Прилегающая к комплексу жилая территория находится на расстоянии 900 м и имеет повышение по местности не более 0,5 м. Высота наиболее высоких жилых зданий не превышает 9 м.
Рис. 14. К варианту № 5
Вариант № 6
6.1. Оценить уровень электромагнитного излучения на рабочем месте регулировщика аппаратуры от генератора мощностью 50 Вт, работающего в диапазоне частот 470–490 МГц, с точки зрения необходимости разработки мероприятий по защите персонала, если рабочее место удалено от источника излучения на расстояние 1 м, а продолжительность пребывания персонала в условиях облучения за смену не превышает 7 ч.
6.2. Оценить уровень электромагнитных излучений на рабочем месте оператора ПЭВМ при суммарной продолжительности его работы не менее 5 ч за смену, если суммарная напряженность электрической составляющей поля от строчного генератора (f=30 кГц) на расстоянии 50 см от экрана дисплея составила 190 B/м. Сделать вывод о необходимости принятия мер защиты.
6.3. Обзорная радиолокационная станция типа «Сатурн» мощностью 130 кВт работает в импульсном режиме (длительность импульса 6 мкс, период посылки импульсов 8 мкс). Антенна «Сатурна» поднята на высоту 16 м и имеет коэффициент усиления 5х 103, ширина диаграммы направленности равна 2°. Антенна работает с минимальным углом места, равным 1°. Рассчитать ожидаемую ППЭ в строящемся жилом микрорайоне, расположенном примерно в 1,5 км от РЛС и имеющем понижение по местности 5 м, а высоту предполагаемой застройки не выше 10 м. Коэффициент трассы принять равным 0,8.
Рис. 15. К варианту № 6